JP5141160B2 - Joint structure of yoke and rotating shaft in steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coupling structure of a yoke with a rotary shaft in a steering device in which a universal joint for transmitting the rotation of high torque has no part where the fatigue strength is degraded. <P>SOLUTION: A yoke and a rotary shaft are coupled with each other by performing the serration fitting of a female serration of a hub to a male serration of the rotary shaft while maintaining the fastening margin when performing the serration fitting of a hub 32 of the yoke of the notched cylindrical shape with a slit 32b being formed in the axial direction and a female serration 32a being formed in an inner circumferential surface to the rotary shaft 14 having a male serration 14a in an outer circumference of an end. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ステアリング装置に組み込まれている自在継手のヨーク及び回転軸の結合構造に関し、特に、高トルクの回転が伝達する際に好適な構造である。   The present invention relates to a joint structure of a universal joint yoke and a rotary shaft incorporated in a steering device, and is particularly suitable for transmission of high torque rotation.

自動車のステアリング装置に組み込み、ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤに伝達する自在継手として、従来からカルダン継手と呼ばれる十字軸自在継手が広く知られている。
この十字軸自在継手は、図5〜図7に示すように、ステアリングシャフト(不図示)及びステアリングギヤ(不図示)の間に配置した一対の回転軸50,52の端部にそれぞれ結合される一対のヨーク54,56と、これら一対のヨーク54,56同士を揺動変位自在に結合する十字軸58とを備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cross joint universal joint called a cardan joint has been widely known as a universal joint that is incorporated in an automobile steering device and transmits the rotation of a steering shaft to a steering gear.
As shown in FIGS. 5 to 7, this cross shaft universal joint is coupled to the ends of a pair of rotary shafts 50 and 52 disposed between a steering shaft (not shown) and a steering gear (not shown). A pair of yokes 54, 56 and a cross shaft 58 that couples the pair of yokes 54, 56 so as to be swingably displaceable are provided.

一方のヨーク54は、筒体の内周面にセレーション64aを形成し、筒体の軸方向にスリット64bを形成した切欠き筒形状のハブ64と、ハブ64のスリット62を挟んだ位置から互いに平行に突出している一対のフランジ66,68と、これら一対のフランジ66,68の互いに対応する位置に形成したボルト通過孔70及びねじ孔72と、ハブ64の軸方向端部から軸に沿って平行に形成され、十字軸58を連結する軸受孔74を有する一対のフォーク76,78とを備えている。   One yoke 54 has a serrated 64 a formed on the inner peripheral surface of the cylinder, and a notched cylindrical hub 64 in which a slit 64 b is formed in the axial direction of the cylinder, and a position sandwiching the slit 62 of the hub 64. A pair of flanges 66 and 68 projecting in parallel, a bolt passage hole 70 and a screw hole 72 formed at positions corresponding to each other of the pair of flanges 66 and 68, and an axis from an axial end of the hub 64 along the axis. A pair of forks 76 and 78 having a bearing hole 74 that is formed in parallel and connects the cross shaft 58 is provided.

また、一方のヨーク54が結合する回転軸50の端部外周にはセレーション50aが形成されており、ヨーク54のハブ64を回転軸50の端部外周に外嵌してハブ64のセレーション64aを、回転軸50のセレーション50aに隙間を設けながらセレーション嵌合する。そして、一方のフランジ66のボルト通過孔70に挿入した締結ボルト80を、他方のフランジ68のねじ孔72にねじ込んで締結することで一対のフランジ66,68を互いに近接させ、セレーション50a及びセレーション64aが密着するようにハブ64の内径を縮径させてヨーク54を回転軸50に結合している。また、他方のヨーク56も回転軸52に、同様の構造で結合している。   A serration 50a is formed on the outer periphery of the end of the rotating shaft 50 to which one yoke 54 is coupled. The hub 64 of the yoke 54 is externally fitted on the outer periphery of the end of the rotating shaft 50, and the serration 64a of the hub 64 is attached. Then, the serration 50a of the rotary shaft 50 is serrated and fitted with a gap. Then, the fastening bolt 80 inserted into the bolt passage hole 70 of one flange 66 is screwed into the screw hole 72 of the other flange 68 and fastened to bring the pair of flanges 66 and 68 close to each other, and the serration 50a and the serration 64a. The yoke 54 is coupled to the rotary shaft 50 by reducing the inner diameter of the hub 64 so as to be in close contact with each other. The other yoke 56 is also coupled to the rotary shaft 52 with the same structure.

ところで、近年、ステアリングギヤに操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置を備えたステアリング装置が開発されており、このステアリング装置のステアリングシャフト及びステアリングギヤの伝達経路にも高トルクの回転が伝達されるので、自在継手には高トルクの回転に耐え得る強度が要求される。
ここで、ヨーク54を回転軸50に(ヨーク56を回転軸52に)結合する際に締結ボルト80を強く締結すると、一対のフランジ66,68が非平行状態となって締結ボルト80に曲げ荷重が作用するので、図6に示すように、締結ボルト80が湾曲する。
By the way, in recent years, a steering device including an electric power steering device that transmits a steering assist force to a steering gear has been developed, and high torque rotation is transmitted also to a steering shaft and a transmission path of the steering gear of the steering device. Therefore, the universal joint is required to have a strength capable of withstanding high torque rotation.
Here, when the fastening bolt 80 is strongly fastened when the yoke 54 is coupled to the rotating shaft 50 (the yoke 56 is connected to the rotating shaft 52), the pair of flanges 66 and 68 become non-parallel and the bending load is applied to the fastening bolt 80. Therefore, as shown in FIG. 6, the fastening bolt 80 is curved.

また、ヨーク54と回転軸50間に高トルクの回転が伝達する際には、図7に示すように、一対のフランジ66,68にスラスト荷重が交互に入力するので締結ボルト80に繰り返し曲げ荷重が作用する。
このように、締結ボルト80には、ヨーク54と回転軸50(ヨーク56と回転軸52)の結合時に曲げ荷重が平均応力として作用し、回転時には高トルクが応力振幅として作用するので、締結ボルト80の疲労強度が低下するおそれがある。
Further, when high torque rotation is transmitted between the yoke 54 and the rotary shaft 50, as shown in FIG. 7, since the thrust load is alternately input to the pair of flanges 66 and 68, the bending load is repeatedly applied to the fastening bolt 80. Works.
Thus, the fastening bolt 80 has a bending load acting as an average stress when the yoke 54 and the rotary shaft 50 (the yoke 56 and the rotary shaft 52) are coupled, and a high torque acts as a stress amplitude during the rotation. The fatigue strength of 80 may be reduced.

ここで、締結ボルトの強度低下を防止する構造として、例えば特許文献1に示すように、ヨークと回転軸の結合時に、締結ボルトの頭部の座面から、フランジに係合するナットとボルトねじ部までの距離を所定長さに設定することで、締結ボルトが湾曲する程度(曲率)を小さくする技術が知られている。
特許3480109号公報
Here, as a structure for preventing the strength of the fastening bolt from being lowered, for example, as shown in Patent Document 1, a nut and a bolt screw that engage with a flange from the seating surface of the head of the fastening bolt when the yoke and the rotary shaft are coupled. A technique for reducing the degree (curvature) of the fastening bolt by bending by setting the distance to the portion to a predetermined length is known.
Japanese Patent No. 3480109

しかし、特許文献1に記載の技術は、ヨークと回転軸の結合時に締結ボルトが湾曲する程度が小さくなるものの、ヨークと回転軸の結合時及びヨーク及び回転軸の間に高トルクの回転が伝達する時には、常に締結ボルトに曲げ荷重が作用するので、締結ボルトの疲労強度の低下を防止することはできない。
そこで、本発明は、前記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステアリングギヤに操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置をステアリング装置に組み込んでも、高トルクの回転を伝達する自在継手に疲労強度が低下する部位が存在しないステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造を提供することを目的としている。
However, although the technique described in Patent Document 1 reduces the degree of bending of the fastening bolt when the yoke and the rotating shaft are coupled, high torque rotation is transmitted between the yoke and the rotating shaft and between the yoke and the rotating shaft. When doing so, since a bending load always acts on the fastening bolt, it is impossible to prevent a reduction in the fatigue strength of the fastening bolt.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the conventional example, and even when an electric power steering device that transmits a steering assist force to the steering gear is incorporated in the steering device, high torque rotation is transmitted. An object of the present invention is to provide a coupling structure of a yoke and a rotating shaft in a steering device in which a portion where the fatigue strength is reduced does not exist in the universal joint.

前記目的を達成するために、請求項1に係るステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造は、軸方向にスリットを形成し、内周面に雌セレーションを形成した切欠き筒形状のハブと、このハブの軸方向の一端側に一体に形成した一対のフォークとを備えたヨークを、端部外周に雄セレーションを形成した回転軸にセレーション嵌合しながら結合するステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記ハブの雌セレーションが前記回転軸の雄セレーションに締め代を持ちながらセレーション嵌合することで、前記ヨーク及び回転軸が結合しているとともに、前記ハブは、前記スリットを挟んだ位置から互いに平行に延在する一対のフランジが形成されており、前記ハブの雌セレーションを前記回転軸の雄セレーションにセレーション嵌合する際に、前記スリットの幅が大きくなって前記ハブの内径が増大するように、ハブ拡径手段を用いて前記一対のフランジを互いに離間させるようにした。 In order to achieve the above object, the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device according to claim 1 is a notched cylindrical hub having a slit formed in the axial direction and a female serration formed on the inner peripheral surface; The yoke having a pair of forks formed integrally on one end side of the hub in the axial direction of the hub is coupled to the rotating shaft having a male serration formed on the outer periphery of the end portion while being serrated and fitted. In the coupling structure, the female serration of the hub is serrated and fitted with the male serration of the rotating shaft having a margin, so that the yoke and the rotating shaft are coupled, and the hub sandwiches the slit. A pair of flanges extending in parallel to each other from the position are formed, and the female serration of the hub is connected to the male selection of the rotating shaft. When serration fitted to emissions, as the inner diameter of the hub width of the slit is increased to increase, and so as to apart from each other said pair of flanges with a hub diameter means.

また、請求項記載の発明は、請求項記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記ハブ拡径手段は、前記一対のフランジの一方に、前記一対のフランジの他方の内面に向けて貫通するねじ孔と、このねじ孔にねじ込まれ、ねじ先端が前記一対のフランジの他方の内面に当接する拡径用ボルトとで構成されている。
さらに、請求項記載の発明は、請求項1又は2記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記ハブの雌セレーションが前記回転軸の雄セレーションに締め代を持ちながらセレーション嵌合している際に、前記一対のフランジが互いに離間する方向に移動するのを拘束するフランジ拘束手段を備えている。
According to a second aspect of the present invention, in the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device according to the first aspect , the hub diameter increasing means is provided on one of the pair of flanges and on the other inner surface of the pair of flanges. And a bolt for expanding the diameter, which is screwed into the screw hole and has a screw tip abutting against the other inner surface of the pair of flanges.
Further, the invention according to claim 3 is the coupling structure of the yoke and the rotary shaft in the steering device according to claim 1 or 2 , wherein the female serration of the hub has a serration fitting while having a margin for the male serration of the rotary shaft. And a flange restraining means for restraining the pair of flanges from moving in a direction away from each other.

さらにまた、請求項の発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記フランジ拘束手段は、一対のフランジに連通したねじ締結部材である。 Furthermore, the invention of claim 4 is the coupling structure of the yoke and the rotary shaft in the steering device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the flange restraining means is a screw fastening member communicating with a pair of flanges. It is.

本発明のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造によると、ハブの雌セレーションが回転軸の雄セレーションに締め代を持ちながらセレーション嵌合することでヨーク及び回転軸が結合していることから、従来のようにハブの内径を縮径させて回転軸に結合させる曲げ荷重が作用する締結ボルトが不要となり、ステアリングギヤに操舵補助力を伝達する操舵補助手段をステアリング装置に組み込み、高トルクの回転がヨーク及び回転軸の間で伝達されても疲労強度が低下する部位が存在せず、確実にヨーク及び出力軸を結合することができる。   According to the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device of the present invention, the yoke and the rotating shaft are coupled by the serration fitting while the female serration of the hub has a margin for the male serration of the rotating shaft. As in the past, there is no need for a fastening bolt that applies a bending load to reduce the inner diameter of the hub and couple it to the rotating shaft, and a steering assist means for transmitting a steering assist force to the steering gear is incorporated in the steering device, so that high torque rotation is achieved. There is no portion where the fatigue strength is reduced even when the yoke is transmitted between the yoke and the rotating shaft, and the yoke and the output shaft can be reliably coupled.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1から図4は本発明に係るステアリング装置を示す図であり、図1は本発明の一実施形態を示す全体構成図、図2はステアリング装置に組み込まれている自在継手を示す図、図3は図2のB−B矢視断面図、図4はヨークと回転軸の結合途中の状態を示す図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 4 are views showing a steering device according to the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a universal joint incorporated in the steering device, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing a state in the middle of coupling of the yoke and the rotating shaft.

図1の符号2は、車両後端(図1において右端)側にステアリングホイール1を装着したステアリングシャフトであって、このステアリングシャフト2が、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置されたステアリングコラム3に回転自在に保持されている。
ステアリングシャフト2の車両前端(図1において左端)側には、ステアリングシャフト2に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機11と、このウォーム減速機11に操舵補助トルクを発生する電動モータ12とで構成される操舵補助機構4が連結されている。
Reference numeral 2 in FIG. 1 denotes a steering shaft having a steering wheel 1 mounted on the vehicle rear end (right end in FIG. 1). The steering shaft 2 is disposed with an upward inclination toward the rear of the vehicle. The column 3 is rotatably held.
On the vehicle front end (left end in FIG. 1) side of the steering shaft 2, a worm speed reducer 11 that applies steering assist torque to the steering shaft 2 and an electric motor 12 that generates steering assist torque in the worm speed reducer 11 are configured. The steering assist mechanism 4 is connected.

ステアリングシャフト2は、アウタシャフト7とインナシャフト8とを有し、アウタシャフト7の前端部とインナシャフト8の後端部とがスプライン結合している。
ステアリングシャフト2を挿通している筒状のステアリングコラム3は、アウタコラム9とインナコラム10とをテレスコープ状に組み合わせてなり、軸方向に位置調整可能に嵌合している。
The steering shaft 2 has an outer shaft 7 and an inner shaft 8, and a front end portion of the outer shaft 7 and a rear end portion of the inner shaft 8 are spline-coupled.
A cylindrical steering column 3 through which the steering shaft 2 is inserted is formed by combining an outer column 9 and an inner column 10 in a telescope shape, and is fitted so that its position can be adjusted in the axial direction.

アウタコラム9の車両前方側には、インナコラム10の外周を包持する車幅方向に離間したクランプ部(不図示)が一体に形成されており、このクランプ部を、車体側部材16に固定したアッパブラケット26が車幅方向から挟み込んでいる。そして、アッパブラケット26には、クランプ部を介してインナコラム10をクランプするクランプ装置27が備えられている。   On the vehicle front side of the outer column 9, a clamp portion (not shown) separated in the vehicle width direction that holds the outer periphery of the inner column 10 is integrally formed, and this clamp portion is fixed to the vehicle body side member 16. The upper bracket 26 is sandwiched from the vehicle width direction. The upper bracket 26 is provided with a clamp device 27 that clamps the inner column 10 via a clamp portion.

また、操舵補助機構4におけるウォーム減速機11のハウジング11aが、車体側部材16に取付けられたロアブラケット23に回動自在に支持されたピボットピン24を中心として上下方向に揺動可能に支持されている。
そして、インナコラム10の前端部を、ウォーム減速機11のハウジング11aの後端面に固定し、インナシャフト8をウォーム減速機11のハウジング11a内に挿通して、このインナシャフト8の前端部がウォーム減速機11のハウジング11aの前端面から突出する出力軸14に連結されている。
Further, the housing 11a of the worm speed reducer 11 in the steering assist mechanism 4 is supported so as to be swingable in the vertical direction around a pivot pin 24 rotatably supported by a lower bracket 23 attached to the vehicle body side member 16. ing.
Then, the front end portion of the inner column 10 is fixed to the rear end surface of the housing 11a of the worm speed reducer 11, the inner shaft 8 is inserted into the housing 11a of the worm speed reducer 11, and the front end portion of the inner shaft 8 is The speed reducer 11 is connected to an output shaft 14 protruding from the front end surface of the housing 11a.

ウォーム減速機11の出力軸14には、自在継手17Aを介して中間シャフト18が連結され、この中間シャフト18が自在継手17Bを介してラック・ピニオン式のステアリングギヤ機構6のピニオン軸19に連結されている。中間シャフト18は、雄軸18aと雌軸18bとからなる伸縮軸が採用されている。
ステアリングギヤ機構6は、図示しないが、ギヤハウジング内に、ピニオン軸19に連結されたピニオンとこのピニオンに噛合するラックを有するラック軸とを配設したラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン軸19に伝達された回転運動をラック軸で直進運動に変換している。ラック軸(図示せず)は、タイロッド5を介して図示しない操舵輪に連結されている。
An intermediate shaft 18 is connected to the output shaft 14 of the worm reducer 11 via a universal joint 17A, and this intermediate shaft 18 is connected to a pinion shaft 19 of a rack and pinion type steering gear mechanism 6 via a universal joint 17B. Has been. The intermediate shaft 18 employs a telescopic shaft composed of a male shaft 18a and a female shaft 18b.
Although not shown, the steering gear mechanism 6 is configured in a rack and pinion type in which a pinion connected to a pinion shaft 19 and a rack shaft having a rack meshing with the pinion are arranged in a gear housing. Rotational motion transmitted to is converted to linear motion on the rack shaft. A rack shaft (not shown) is connected to a steered wheel (not shown) via a tie rod 5.

出力軸14及び中間シャフト18の雌軸18bを連結する自在継手17Aは、図2に示すように、出力軸14の端部に結合した第1ヨーク30と、雌軸18bの端部に結合した第2ヨーク31と、これら第1及び第2ヨーク30,31同士を揺動変位自在に結合する十字軸40とを備えている。
第1ヨーク30は、切欠き円筒形状のハブ32と、ハブ32の軸方向端部から軸に沿って平行に形成された一対のフォーク33,34とを備えている。
As shown in FIG. 2, the universal joint 17A for connecting the output shaft 14 and the female shaft 18b of the intermediate shaft 18 is connected to the first yoke 30 connected to the end of the output shaft 14 and the end of the female shaft 18b. A second yoke 31 and a cross shaft 40 that couples the first and second yokes 30 and 31 so as to be swingable and displaceable are provided.
The first yoke 30 includes a notched cylindrical hub 32 and a pair of forks 33 and 34 formed in parallel from the axial end of the hub 32 along the axis.

ハブ32は、図3に示すように、内周面に雌セレーション32aを形成し、軸方向にスリット32bを形成している。このハブ32には、スリット32bを挟んだ位置から互いに平行となるように一対のフランジ35,36が突出して形成されている。
一方のフランジ35には、他方のフランジ36に向けて貫通する第1ねじ孔37が形成されており、他方のフランジ36の第1ねじ孔37に対応する内面は平坦面とされている。
As shown in FIG. 3, the hub 32 has a female serration 32a on the inner peripheral surface and a slit 32b in the axial direction. The hub 32 is formed with a pair of flanges 35 and 36 so as to be parallel to each other from a position sandwiching the slit 32b.
A first screw hole 37 penetrating toward the other flange 36 is formed in one flange 35, and an inner surface corresponding to the first screw hole 37 of the other flange 36 is a flat surface.

一方のフランジ35には、他方のフランジ36に向けてボルト通過孔(不図示)が形成されており、他方のフランジ36には、前記ボルト通過孔に対向する位置に第2ねじ孔(不図示)が形成されている。
また、図3に示すように、出力軸14の端部外周には雄セレーション14aが形成されており、第1ヨーク30のハブ32を出力軸14の端部外周に外嵌することで、ハブ32の内周面に形成した雌セレーション32a及び出力軸14の雄セレーション14aがセレーション嵌合している。
One flange 35 is formed with a bolt passage hole (not shown) toward the other flange 36, and the other flange 36 has a second screw hole (not shown) at a position facing the bolt passage hole. ) Is formed.
Further, as shown in FIG. 3, a male serration 14a is formed on the outer periphery of the end of the output shaft 14, and the hub 32 of the first yoke 30 is externally fitted on the outer periphery of the end of the output shaft 14. A female serration 32a formed on the inner peripheral surface of 32 and a male serration 14a of the output shaft 14 are serrated.

ここで、出力軸14の雄セレーション14aの外径寸法はハブ32の雌セレーション32aの内径寸法より僅かに大きく、出力軸14の雄セレーション14aの内径寸法はハブ32の雌セレーション32aの外径寸法より僅かに大きく設定されている。
また、一方のフランジ35には、他方のフランジ36に向けてボルト通過孔(不図示)が形成され、他方のフランジ36には、前記ボルト通過孔に対向する位置に第2ねじ孔(不図示)が形成されており、一方のフランジ35のボルト通過孔に挿入したボルト38が、他方のフランジ36のねじ孔にねじ込まれている。
そして、雌軸18bの端部に結合している第2ヨーク31も、前述した出力軸14の端部に結合した第1ヨーク30と同一構造で結合されている。
Here, the outer diameter dimension of the male serration 14 a of the output shaft 14 is slightly larger than the inner diameter dimension of the female serration 32 a of the hub 32, and the inner diameter dimension of the male serration 14 a of the output shaft 14 is the outer diameter dimension of the female serration 32 a of the hub 32. It is set slightly larger.
Further, one flange 35 is formed with a bolt passage hole (not shown) toward the other flange 36, and the other flange 36 has a second screw hole (not shown) at a position facing the bolt passage hole. ) And a bolt 38 inserted into a bolt passage hole of one flange 35 is screwed into a screw hole of the other flange 36.
The second yoke 31 coupled to the end of the female shaft 18b is also coupled with the same structure as the first yoke 30 coupled to the end of the output shaft 14 described above.

次に、第1ヨーク30を出力軸14に結合する手順について、図2から図4を参照して説明する。
ハブ32の一方のフランジ35に形成した第1ねじ孔37に、拡径用ボルト39を螺合していき、拡径用ボルト39のねじ先端39aを他方のフランジ36の内面に当接する。そして、拡径用ボルト39のねじ込み量を増大させていき、ねじ先端39aが他方のフランジ36を押圧することで、図4に示すように、スリット32bの幅が大きくなるようにハブ32を弾性変形させていく。
Next, a procedure for coupling the first yoke 30 to the output shaft 14 will be described with reference to FIGS.
A diameter expansion bolt 39 is screwed into a first screw hole 37 formed in one flange 35 of the hub 32, and a screw tip 39 a of the diameter expansion bolt 39 is brought into contact with the inner surface of the other flange 36. Then, the screwing amount of the diameter expansion bolt 39 is increased, and the screw tip 39a presses the other flange 36, whereby the hub 32 is elastically formed so that the width of the slit 32b is increased as shown in FIG. Let's transform.

そして、出力軸14の雄セレーション14aの外径寸法に対して雌セレーション32aの内径寸法が大きくなるようにスリット32bの幅が大きくなって弾性変形したハブ32内に、出力軸14の端部を挿入する。   Then, the end of the output shaft 14 is placed in the hub 32 which is elastically deformed with the width of the slit 32b increased so that the inner diameter of the female serration 32a is larger than the outer diameter of the male serration 14a of the output shaft 14. insert.

次に、第1ねじ孔37に対する拡径用ボルト39のねじ込み量を減少させていき、スリット32bの幅が元に戻るようにハブ32を弾性復帰させる。
この際、出力軸14の雄セレーション14aの外径寸法はハブ32の雌セレーション32aの内径寸法より僅かに大きく、雄セレーション14aの内径寸法は雌セレーション32aの外径寸法より僅かに大きく設定しているので、弾性復帰したハブ32の雌セレーション32aは出力軸14の雄セレーション14aに対して締め代を持ちながらセレーション嵌合し、これにより、第1ヨーク30は出力軸14に結合される。
Next, the screwing amount of the diameter-expansion bolt 39 into the first screw hole 37 is decreased, and the hub 32 is elastically returned so that the width of the slit 32b is restored.
At this time, the outer diameter dimension of the male serration 14a of the output shaft 14 is slightly larger than the inner diameter dimension of the female serration 32a of the hub 32, and the inner diameter dimension of the male serration 14a is set slightly larger than the outer diameter dimension of the female serration 32a. Therefore, the female serration 32a of the hub 32 that has returned elastically is serrated and fitted to the male serration 14a of the output shaft 14 with a tightening margin, whereby the first yoke 30 is coupled to the output shaft 14.

そして、一方のフランジ35のボルト通過孔に挿入した抜け止めボルト38を、他方のフランジ36のねじ孔にねじ込み、一対のフランジ35,36を締結する。
また、第2ヨーク31も、第1ヨーク30と出力軸14の結合と同様の手順で雌軸18bに結合されている。
ここで、本発明のハブ拡径手段が第1ねじ孔37及び拡径用ボルト39に対応し、本発明のねじ孔が第1ねじ孔37に対応し、本発明のねじ締結部材が抜け止めボルト38に対応している。
Then, the retaining bolt 38 inserted into the bolt passage hole of one flange 35 is screwed into the screw hole of the other flange 36, and the pair of flanges 35, 36 are fastened.
The second yoke 31 is also coupled to the female shaft 18b in the same procedure as the coupling of the first yoke 30 and the output shaft 14.
Here, the hub diameter increasing means of the present invention corresponds to the first screw hole 37 and the bolt 39 for diameter expansion, the screw hole of the present invention corresponds to the first screw hole 37, and the screw fastening member of the present invention is prevented from coming off. It corresponds to the bolt 38.

次に、本実施形態の効果について説明する。
図5から図7で示した従来技術は、一対のフランジ66,68を互いに近接させてハブ64の内径を縮径させる締結ボルト80を使用することで、ヨーク54を回転軸50に結合していた。
しかし、本実施形態は、第1ヨーク30のハブ32の雌セレーション32aが、出力軸14の雄セレーション14aに対して締め代を持ちながらセレーション嵌合することで、第1ヨーク30が出力軸14に結合されており、従来技術で使用した締結ボルト80を使用していない。
Next, the effect of this embodiment will be described.
In the prior art shown in FIGS. 5 to 7, the yoke 54 is coupled to the rotary shaft 50 by using a fastening bolt 80 that reduces the inner diameter of the hub 64 by bringing a pair of flanges 66 and 68 close to each other. It was.
However, in the present embodiment, the female serration 32a of the hub 32 of the first yoke 30 is serrated and fitted to the male serration 14a of the output shaft 14 with a tightening margin, so that the first yoke 30 is connected to the output shaft 14. The fastening bolt 80 used in the prior art is not used.

ここで、本実施形態の抜け止めボルト38は、第1ヨーク30と出力軸14との間に回転が伝達される際に、一対のフランジ35,36が互いに離間してハブ32が拡径し、出力軸14から抜けるのを防止するボルトである。
このため、抜け止めボルト38には、第1ヨーク30を出力軸14に結合する際の曲げ荷重が作用せず、操舵補助機構4から出力軸14に高トルクの回転が入力する際に、一対のフランジ35,36に入力するスラスト荷重により繰り返し曲げ荷重が作用するだけなので、抜け止めボルト38の疲労強度は低下しない。
Here, in the retaining bolt 38 of the present embodiment, when rotation is transmitted between the first yoke 30 and the output shaft 14, the pair of flanges 35 and 36 are separated from each other, and the hub 32 is expanded in diameter. These are bolts that prevent the output shaft 14 from coming off.
For this reason, the retaining bolt 38 is not subjected to a bending load when the first yoke 30 is coupled to the output shaft 14, and a pair of high-torque rotations are input from the steering assist mechanism 4 to the output shaft 14. Since the bending load is only repeatedly applied by the thrust load input to the flanges 35 and 36, the fatigue strength of the retaining bolt 38 does not decrease.

したがって、本実施形態は、ステアリングギヤ機構6に操舵補助力を伝達する操舵補助機構4をステアリング装置に組み込んでも、高トルクの回転を伝達する自在継手17Aに疲労強度が低下する部位が存在せず、しかも、確実に第1ヨーク及び出力軸14を結合することができる。
また、本実施形態は、ハブ32の一方のフランジ35の第1ねじ孔37に螺合した拡径用ボルト39のねじ込み量を増大することでねじ先端39aが他方のフランジ36を押圧し、スリット32bの幅が大きくなるようにハブ32を弾性変形させて出力軸14の端部を挿入し、第1ねじ孔37に対する拡径用ボルト39のねじ込み量を減少してスリット32bの幅が元に戻るようにハブ32を弾性復帰させることで、第1ヨーク30を出力軸14に結合させているので、第1ヨーク30及び出力軸14の結合動作を簡単に行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, even if the steering assist mechanism 4 that transmits the steering assist force to the steering gear mechanism 6 is incorporated in the steering device, there is no portion where the fatigue strength is reduced in the universal joint 17A that transmits the high torque rotation. In addition, the first yoke and the output shaft 14 can be reliably coupled.
Further, in the present embodiment, the screw tip 39a presses the other flange 36 by increasing the screwing amount of the diameter expanding bolt 39 screwed into the first screw hole 37 of one flange 35 of the hub 32, and the slit The end of the output shaft 14 is inserted by elastically deforming the hub 32 so as to increase the width of 32b, the screwing amount of the bolt 39 for expanding the diameter into the first screw hole 37 is reduced, and the width of the slit 32b is based on Since the first yoke 30 is coupled to the output shaft 14 by elastically returning the hub 32 so as to return, the coupling operation of the first yoke 30 and the output shaft 14 can be easily performed.

また、第2ヨーク31も、第1ヨーク30と出力軸14の結合と同様の手順で雌軸18bに結合されているので、第1ヨーク30と出力軸14の結合構造と同様の効果を、第2ヨーク31と雌軸18bの結合構造も得ることができる。
なお、中間シャフト18の雄軸18aとステアリングギヤ機構6のピニオン軸19とを連結する自在継手17Bも、上述した自在継手17Aと同一の結合構造にすると、同様の効果を奏することができる。
Further, since the second yoke 31 is also coupled to the female shaft 18b in the same procedure as the coupling of the first yoke 30 and the output shaft 14, the same effect as the coupling structure of the first yoke 30 and the output shaft 14 is obtained. A coupling structure of the second yoke 31 and the female shaft 18b can also be obtained.
The same effect can be obtained if the universal joint 17B that connects the male shaft 18a of the intermediate shaft 18 and the pinion shaft 19 of the steering gear mechanism 6 has the same coupling structure as the above-described universal joint 17A.

また、上記実施形態では、ハブ32の一方のフランジ35に形成した第1ねじ孔37に、拡径用ボルト39を螺合していき、拡径用ボルト39のねじ先端39aを他方のフランジ36の内面に当接するようにしたが、他方のフランジ36に第1ねじ孔37を形成し、この第1ねじ孔37に螺合した拡径用ボルト39を、一方のフランジ35の内面に当接するようにしてもよい。   In the above embodiment, the diameter-expanding bolt 39 is screwed into the first screw hole 37 formed in one flange 35 of the hub 32, and the screw tip 39 a of the diameter-expanding bolt 39 is connected to the other flange 36. The first screw hole 37 is formed in the other flange 36, and the diameter-expanding bolt 39 screwed into the first screw hole 37 is brought into contact with the inner surface of one flange 35. You may do it.

本発明に係るステアリング装置の全体を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an entire steering apparatus according to the present invention. 本発明に係るステアリング装置に組み込まれている自在継手を示す図である。It is a figure which shows the universal joint integrated in the steering apparatus which concerns on this invention. 図2のB−B矢視断面図である。It is a BB arrow sectional view of Drawing 2. ヨークと回転軸の結合途中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the middle of the coupling | bonding of a yoke and a rotating shaft. ステアリング装置に組み込まれている従来の自在継手を示す図である。It is a figure which shows the conventional universal joint integrated in the steering apparatus. 図5のA−A線矢視図である。It is an AA arrow directional view of FIG. 従来の自在継手に高トルクの回転が伝達するときにヨークに入力する外力を示す図である。It is a figure which shows the external force input into a yoke when rotation of a high torque is transmitted to the conventional universal joint.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…ステアリングコラム、4…操舵補助機構、5…タイロッド、6…ステアリングギヤ機構、7…アウタシャフト、8…インナシャフト、9…アウタコラム、10…インナコラム、11…ウォーム減速機、11a…ハウジング、12…電動モータ、14…出力軸、14a…雄セレーション、16…車体側部材、17A…自在継手、17B…自在継手、18…中間シャフト、18a…雄軸、18b…雌軸、19…ピニオン軸、23…ロアブラケット、24…ピボットピン、26…アッパブラケット、27…クランプ装置、30…第1ヨーク、31…第2ヨーク、32…ハブ、32a…雌セレーション、32b…スリット、33,34…フォーク、35,36…フランジ、37…第1ねじ孔、38…抜け止めボルト、39…拡径用ボルト、39a…拡径用ボルトの先端、40…十字軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Steering column, 4 ... Steering assistance mechanism, 5 ... Tie rod, 6 ... Steering gear mechanism, 7 ... Outer shaft, 8 ... Inner shaft, 9 ... Outer column, 10 ... Inner column 11 ... Worm reducer, 11a ... Housing, 12 ... Electric motor, 14 ... Output shaft, 14a ... Male serration, 16 ... Body member, 17A ... Universal joint, 17B ... Universal joint, 18 ... Intermediate shaft, 18a ... Male Shaft, 18b ... Female shaft, 19 ... Pinion shaft, 23 ... Lower bracket, 24 ... Pivot pin, 26 ... Upper bracket, 27 ... Clamp device, 30 ... First yoke, 31 ... Second yoke, 32 ... Hub, 32a ... Female serration, 32b ... slit, 33, 34 ... fork, 35, 36 ... flange, 37 ... first screw , 38 ... retaining bolt, 39 ... diameter bolts, 39a ... tip of the enlarged diameter bolt, 40 ... cross shaft

Claims (4)

軸方向にスリットを形成し、内周面に雌セレーションを形成した切欠き筒形状のハブと、このハブの軸方向の一端側に一体に形成した一対のフォークとを備えたヨークを、端部外周に雄セレーションを形成した回転軸にセレーション嵌合しながら結合するステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、
前記ハブの雌セレーションが前記回転軸の雄セレーションに締め代を持ちながらセレーション嵌合することで、前記ヨーク及び回転軸が結合しているとともに、
前記ハブは、前記スリットを挟んだ位置から互いに平行に延在する一対のフランジが形成されており、前記ハブの雌セレーションを前記回転軸の雄セレーションにセレーション嵌合する際に、前記スリットの幅が大きくなって前記ハブの内径が増大するように、ハブ拡径手段を用いて前記一対のフランジを互いに離間させることを特徴とするステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。
A yoke including a notched cylindrical hub having a slit formed in the axial direction and a female serration on the inner peripheral surface and a pair of forks formed integrally on one end side in the axial direction of the hub In the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device that is coupled while being serrated to the rotating shaft formed with the male serration on the outer periphery,
While the female serration of the hub is serrated to fit the male serration of the rotating shaft with a margin, the yoke and the rotating shaft are coupled ,
The hub is formed with a pair of flanges extending parallel to each other from a position sandwiching the slit, and when the female serration of the hub is serrated to the male serration of the rotating shaft, the width of the slit A yoke and a rotating shaft coupling structure in a steering device, wherein the pair of flanges are separated from each other by using hub diameter increasing means so that the inner diameter of the hub is increased by increasing the inner diameter of the hub .
前記ハブ拡径手段は、前記一対のフランジの一方に、前記一対のフランジの他方の内面に向けて貫通するねじ孔と、このねじ孔にねじ込まれ、ねじ先端が前記一対のフランジの他方の内面に当接する拡径用ボルトとで構成されていることを特徴とする請求項1記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。 The hub diameter-expanding means includes a screw hole that penetrates one of the pair of flanges toward the other inner surface of the pair of flanges, and is screwed into the screw hole, and a screw tip is the other inner surface of the pair of flanges. 2. A coupling structure for a yoke and a rotary shaft in a steering apparatus according to claim 1 , wherein the structure is composed of a diameter-expanding bolt abutting against the steering wheel. 前記ハブの雌セレーションが前記回転軸の雄セレーションに締め代を持ちながらセレーション嵌合している際に、前記一対のフランジが互いに離間する方向に移動するのを拘束するフランジ拘束手段を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。 And a flange restraining means for restraining the pair of flanges from moving away from each other when the female serration of the hub is serrated with the male serration of the rotating shaft having a margin. 3. A coupling structure of a yoke and a rotary shaft in a steering device according to claim 1 or 2 . 前記フランジ拘束手段は、一対のフランジに連通したねじ締結部材であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。 Said flange restraining means, coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a screw fastening member communicating with the pair of flanges.
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